本發明涉及鋼鐵材料的局部腐蝕活性領域，尤其是涉及一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算方法。
背景技術：
1、在現代工業社會中，鋼鐵材料是不可或缺的。鋼鐵不僅構成了現代建筑的骨架，還是汽車、船舶、橋梁和各種機械設備的主要制造材料。腐蝕是鋼鐵材料在使用過程中面臨的最大挑戰之一，特別是局部腐蝕，它嚴重影響材料的使用壽命和結構安全。由于在鋼中形成局部化學或電化學非均勻性，夾雜物通常是局部腐蝕的萌生部位。因此，對夾雜物微區內的腐蝕活性的檢測能夠幫助我們深入研究和理解鋼鐵中的局部腐蝕機理，對于提高其耐腐蝕性能具有重要意義。
2、目前已有的關于鋼材腐蝕活性的檢測方法主要是對腐蝕坑的密度、深度以及分布進行統計。對于夾雜物微區腐蝕活性的檢測多根據電偶效應測量夾雜物微區內的電位差。對腐蝕坑的統計只能用來評價鋼材的耐腐蝕性，不能用來解釋局部腐蝕的發生機理。測量夾雜物微區內的電位差這一方法普遍用來探究局部腐蝕的發生機理，并能夠很好地做出解釋，但這種方法并不適用于具有絕緣性的夾雜物，而且有的研究還發現了與電偶效應并不相符的局部腐蝕現象。目前對于夾雜物微區初始溶解的確切位置和驅動力尚不清楚，對于局部腐蝕的研究需要探尋新的研究思路與方法。
3、夾雜物之間、夾雜物與鋼基體之間形成各種不同的異質界面，這些界面的原子排列較為松散，容易成為腐蝕粒子的攻擊點。氯離子是許多腐蝕環境中常見的腐蝕介質，它能夠在鋼材表面和內部的缺陷處聚集，通過電化學反應引發或加劇腐蝕過程。氯離子對異質界面的侵蝕作用是值得探究的一個方向，有必要發明一種研究氯離子對鋼中異質界面侵蝕作用的方法。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算方法，通過模擬氯離子在異質界面處的吸附行為，可以更深入地理解這些微觀結構如何影響局部腐蝕的起始和發展。
2、為實現上述目的，本發明提供了一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算方法，包括以下步驟：
3、步驟1、依據異質界面兩相物質的晶體結構與晶格參數計算界面的錯配度；
4、步驟2、對兩相表面進行表面能收斂性測試，選取表面能收斂且原子層數最小的表面模型構建異質界面模型；
5、步驟3、計算不同接合方式的異質界面模型的粘附功與界面能，挑選出粘附功最大、界面能最小的異質界面模型；
6、步驟4、對異質界面進行界面間距的收斂性測試，挑選出能量最低的異質界面模型；
7、步驟5、計算氯離子在兩相表面的頂位、橋位、中心位的吸附能，挑選出吸附能最低的吸附位置作為異質界面上的潛在吸附位置；
8、步驟6、計算氯離子在異質界面的潛在吸附位置的吸附能，判斷氯離子在異質界面上的吸附傾向。
9、優選的，在步驟1中，包括以下步驟：
10、步驟1.1、查詢異質界面兩相的晶體結構、晶格參數以及它們的位相關系；
11、步驟1.2、依據步驟1.1的晶體結構、晶格參數與位相關系計算異質界面的錯配度，或者依據步驟1.1的晶格參數計算兩相的低指數晶面的所構成的異質界面的錯配度，確保異質界面的錯配度小于6%。
12、優選的，在步驟2中，包括以下步驟：
13、步驟2.1、構建結構對稱且原子層數最小的兩相表面的模型，計算它們的表面能；
14、步驟2.2、在保證結構對稱的條件下逐漸增加原子層數，構建兩相表面模型，計算它們的表面能，直至表面能的計算結果收斂；
15、步驟2.3、分別挑選出兩相表面的表面能收斂且原子層數最低的兩相表面模型，利用挑選出的兩相表面模型構建異質界面的界面模型，界面間距設置為兩相表面模型的原子層間距的平均值。
16、優選的，在步驟3中，包括以下步驟：
17、步驟3.1、計算不同接合方式的異質界面模型的粘附功；
18、步驟3.2、計算不同接合方式的異質界面模型的界面能；
19、步驟3.3、比較不同接合方式的異質界面模型的粘附功與界面能，挑選出粘附功最大、界面能最小的異質界面模型進行后續計算。
20、優選的，在步驟4中，包括以下步驟：
21、步驟4.1、以0.5??為單位增量，以2.5??為最大增量，逐步調整步驟3.3所挑選出的異質界面模型的界面間距，計算不同界面間距下異質界面的總能量；
22、步驟4.2、以0.5??為單位減量，以1??為最大減量，逐步調整步驟3.3所挑選出的異質界面模型的界面間距，計算不同界面間距下異質界面模型的總能量；
23、步驟4.3、比較步驟4.1和步驟4.2得到的不同界面間距下異質界面模型的總能量，挑選出能量最低的異質界面模型進行后續計算。
24、優選的，在步驟5中，包括以下步驟：
25、步驟5.1、找出步驟2.3所挑選出的兩相表面模型最外層表面上的所有不等價的頂位、橋位、中心位，作為此兩相表面模型上的氯離子的吸附位置；
26、步驟5.2、將一個氯原子放置在表面模型的吸附位置上，吸附距離設置為2??，依次建立每個吸附位置的氯離子表面吸附模型；
27、步驟5.3、計算步驟5.1的每個吸附位置的氯離子吸附能；
28、步驟5.4、比較兩相表面模型的不同吸附位置的氯離子吸附能，挑選出兩相表面模型各自的氯離子吸附能最低的吸附位置，將這兩個吸附位置作為異質界面模型上氯離子的潛在吸附位置。
29、優選的，在步驟6中，包括以下步驟：
30、步驟6.1、在異質界面模型的界面位置找出所有不等價的步驟5.4所挑選出的異質界面模型上氯離子的潛在吸附位置，作為異質界面模型上氯離子的吸附位置；
31、步驟6.2、將一個氯原子放置在異質界面模型的潛在氯離子吸附位置上，調整氯原子的吸附距離，將其置于臨近原子的中心位置，依次建立異質界面每個潛在吸附位置的氯離子吸附模型；
32、步驟6.3、計算步驟6.1的每個吸附位置的氯離子吸附能；
33、步驟6.4、分析異質界面模型每個吸附位置的吸附能，如果存在氯離子吸附能為負的吸附位置，說明氯離子在異質界面上穩定吸附。
34、一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算裝置，包括
35、第一計算模塊用于計算異質界面的錯配度，確保異質界面的錯配度滿足形成有效異質形核界面的條件；
36、第一測試模塊用于對兩相表面進行表面收斂性測試，選取表面能收斂且原子層數最小的表面模型來構建異質界面模型；
37、第二計算模塊用于計算不同接合方式的異質界面模型的粘附功與界面能，選擇粘附功最大、界面能最小的異質界面模型進行后續計算；
38、第二測試模塊用于對異質界面模型進行界面間距的收斂性測試，選擇能量最低的異質界面模型進行后續計算
39、吸附位置選擇模塊用于計算氯離子在兩相表面的頂位、橋位、中心位的氯離子吸附能，選取吸附能最低的吸附位置作為異質界面上的潛在吸附位置；
40、吸附傾向判斷模塊用于計算氯離子在異質界面上潛在吸附位置的吸附能，判斷氯離子在異質界面上的吸附傾向。
41、一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算方法的步驟。
42、因此，本發明采用上述的一種基于第一性原理預測氯離子在鋼中異質界面上吸附傾向的計算方法，技術效果如下：
43、（1）本發明提供了一種全新的、可以預測鋼中異質界面上氯離子吸附傾向的計算方法，可以用來衡量異質界面抵抗氯離子侵蝕的能力。利用本發明所提供的方法可以幫助我們進一步了解局部腐蝕的起始與發展。
44、（2）本發明基于密度泛函理論的第一性原理計算，利用vasp計算軟件，僅給定異質界面兩相的晶體結構、晶格參數及異質界面的位向關系便可完成計算，操作簡單、成本低、易于推廣。